【正文】 12 對(duì)鋸末、 KMnO4， 600℃ 煅燒前后質(zhì)量變化量之和與混合樣煅燒前后質(zhì)量變化量進(jìn)行對(duì)比，數(shù)據(jù)如下： 河南科 技大學(xué)畢業(yè) 設(shè)計(jì)（ 論文 ） 18 表 327 純樣與混合 樣質(zhì)量變化 數(shù)據(jù)對(duì)比 坩堝編號(hào) 變化量 (g) 1+5 10 2+6 11 3+7 12 由表 327 可以看出催化劑的加入有助于生物質(zhì)燃料的燃燒，使生物質(zhì)燃料燃燒的更充分。 采用三組平行試驗(yàn)同時(shí)進(jìn)行的方法，編號(hào)為 3 的坩堝均裝生物質(zhì)燃料，編號(hào)為 7 的坩堝均裝同一催化劑，編號(hào)為 1 12 的坩堝均裝生物質(zhì)燃料與催化劑的混合物。分別放入已稱重的坩堝內(nèi)， 600℃條件下在箱式電阻爐中煅燒 1h。 以 KMnO4 為催化劑的初步熱失重分析 選 KMnO4 為催化劑，以鋸末為生物質(zhì)燃料，取催化劑與生物質(zhì)燃料質(zhì)量比為 2。 結(jié)合表317，在 Fe2O3 做催化劑，鋸末為生物質(zhì)燃料試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上 ，可以河南科 技大學(xué)畢業(yè) 設(shè)計(jì)（ 論文 ） 17 認(rèn)為 溫度越高， Fe2O3 催化性能才會(huì)得到體現(xiàn)。其中， 200℃ 下煅燒的坩堝編號(hào) 為 3， 400℃下煅燒的坩堝編號(hào)為 7， 600℃下煅燒的坩堝編號(hào)為 1 12，此步驟不進(jìn)行平行試驗(yàn)，數(shù)據(jù)如下： 表 318 200℃ 下 各 坩堝所加填料量 坩堝編號(hào) 1 2 3 秸稈 (g) Fe2O3(g) 表 319 200℃ 下以 Fe2O3 為催化劑的煅燒數(shù)據(jù) 坩堝編號(hào) 煅燒前總質(zhì)量 (g) 煅燒后總質(zhì)量 (g) 質(zhì)量變化量 (g) 1 2 3 表 320 400℃ 下 各 坩堝所加填料量 坩堝編號(hào) 5 6 7 秸稈 (g) Fe2O3(g) 表 321 400℃ 下以 Fe2O3 為催化劑的煅燒數(shù)據(jù) 坩堝編號(hào) 煅燒前總質(zhì)量 (g) 煅燒后總質(zhì)量 (g) 質(zhì)量變化量 (g) 5 河南科 技大學(xué)畢業(yè) 設(shè)計(jì)（ 論文 ） 16 表 321（續(xù)） 坩堝編號(hào) 煅燒前總質(zhì)量 (g) 煅燒后總質(zhì)量 (g) 質(zhì)量變化量 (g) 6 7 表 322 600℃ 下 各 坩堝所加填料量 坩堝編號(hào) 10 11 12 秸稈 (g) Fe2O3(g) 表 323 600℃ 下以 Fe2O3 為催化劑的煅燒數(shù)據(jù) 坩堝編號(hào) 煅燒前總質(zhì)量 (g) 煅燒后總質(zhì)量 (g) 質(zhì)量變化量 (g) 10 11 12 表 324 各溫度下 以 Fe2O3 為催化劑的煅燒數(shù)據(jù) 對(duì)比 坩堝編號(hào) 變化量 (g) 1+2 3 5+6 7 10+11 12 由表 324 可以看出在 3 種溫度下，加入催化劑后生物質(zhì)燃料燃燒前后質(zhì)量的變化量均不如不加催化劑的情況。放入已稱重的坩堝內(nèi)，分別在 200℃、 400℃、 600℃溫度條件下在箱式電阻爐中煅燒 1h。 選 Fe2O3 為催化劑，以玉米秸稈為生物質(zhì)燃料， 取催化劑與生物質(zhì)燃料質(zhì)量比為 2。 試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下： 河南科 技大學(xué)畢業(yè) 設(shè)計(jì)（ 論文 ） 14 表 315 900℃ 條件下 各坩堝所加填料量 單位 (g) 坩堝編號(hào) 1 2 3 5 6 7 10 11 12 鋸末 Fe2O3 表 316 以鋸末為燃料 Fe2 O3 為催化劑 900℃ 煅燒數(shù)據(jù) 對(duì)鋸末、 Fe2O3， 900℃ 煅燒前后質(zhì)量變化量之和與混合樣煅燒前后質(zhì)量變化量進(jìn)行對(duì)比，數(shù)據(jù)如下： 表 317 純樣與混合 樣質(zhì)量變化 數(shù)據(jù)對(duì)比 坩堝編號(hào) 變化量 （ g） 1+5 10 2+6 11 3+7 12 由表 317 可以看出催化劑的加入對(duì)生物質(zhì)燃料燃燒過(guò)程的影響不是很明顯，加入催化劑后生物質(zhì)燃料燃燒前后的質(zhì)量變化只比不加催化劑時(shí) 生物坩堝編號(hào) 煅燒前總質(zhì)量 (g) 煅燒后總質(zhì)量 (g) 質(zhì)量變化量 (g) 1 2 3 5 6 7 10 11 12 河南科 技大學(xué)畢業(yè) 設(shè)計(jì)（ 論文 ） 15 質(zhì)燃料的質(zhì)量變化稍大 一點(diǎn)。 采用三組平行試驗(yàn)同時(shí)進(jìn)行的方法，編號(hào)為 3 的坩堝均裝生物質(zhì)燃料，編號(hào)為 7 的坩堝均裝同一催 化劑，編號(hào)為 1 12 的坩堝均裝生物質(zhì)燃料與催化劑的混合物。分別放入已稱重的坩堝內(nèi)， 900℃條件下在箱式電阻爐中煅燒 1h。 以 Fe2O3 為催化劑的初步熱失 重分析 選 Fe2O3 為催化劑，以鋸末為生物質(zhì)燃料，取催化劑與生物質(zhì)燃料質(zhì)量比為 2。由 本試驗(yàn)所 得數(shù)據(jù) 看 出 ， 當(dāng)以 MnO2 為催化劑，玉米秸稈作為生物質(zhì)燃料的情況下，低溫時(shí)生物質(zhì)燃料煅燒前后的失重量變化大。其中， 200℃ 下煅燒的坩堝編號(hào)為 3， 400℃下煅燒的坩堝編號(hào)為 7， 600℃下煅燒的坩河南科 技大學(xué)畢業(yè) 設(shè)計(jì)（ 論文 ） 12 堝編號(hào)為 1 12，此步驟不進(jìn)行平行試驗(yàn)，數(shù)據(jù)如下： 表 38 200℃ 下 各 坩堝所加填料量 坩堝編號(hào) 1 2 3 秸稈 (g) MnO2(g) 表 39 200℃ 下以 MnO2 為催 化劑的煅燒數(shù)據(jù) 坩堝編號(hào) 煅燒前總質(zhì)量 (g) 煅燒后總質(zhì)量 (g) 質(zhì)量變化量 (g) 1 2 3 表 310 400℃ 下 各 坩堝所加填料量 坩堝編號(hào) 5 6 7 秸稈 (g) MnO2(g) 表 311 400℃ 下以 MnO2 為催化劑的煅燒數(shù)據(jù) 坩堝編號(hào) 煅燒前總質(zhì)量 (g) 煅燒后總質(zhì)量 (g) 質(zhì)量 變化量 (g) 5 6 7 表 312 600℃ 下 各 坩堝所加填料量 坩堝編號(hào) 10 11 12 秸稈 (g) MnO2(g) 河南科 技大學(xué)畢業(yè) 設(shè)計(jì)（ 論文 ） 13 表 313 600℃ 下以 MnO2 為催化劑的煅燒數(shù)據(jù) 坩堝編號(hào) 煅燒前總質(zhì)量 (g) 煅燒后總質(zhì)量 (g) 質(zhì)量變化量 (g) 10 11 12 2． 8753 表 314 各溫度下 以 MnO2 為催化劑的煅燒數(shù)據(jù) 對(duì)比 坩堝編號(hào) 變化量 (g) 1+2 3 5+6 7 10+11 12 由表 314 可以看出在低溫 200℃ 下，煅燒前后 生物質(zhì)燃料的 失重量最大 ，生物質(zhì)燃料燃燒的比較充分。放入已稱重的坩堝內(nèi)，分別在 200℃、 400℃、 600℃溫度條件下在箱式電阻爐中煅燒 1h。 選 MnO2 為催化劑，以玉米秸 稈為生物質(zhì)燃料， 取催化劑與生物質(zhì)燃料質(zhì)量比為 2。 再在 900℃溫度條件下按照以上步驟做三組平行試驗(yàn)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)如下： 表 35 900℃ 條件下 各坩堝所加填料量 單位 (g) 坩堝編號(hào) 1 2 3 5 6 7 10 11 12 鋸末 MnO2 表 36 以鋸末為燃料 MnO2 為催化劑 900℃ 煅燒數(shù)據(jù) 坩堝編號(hào) 煅燒前總質(zhì)量 (g) 煅燒后總質(zhì)量 (g) 質(zhì)量變化量 (g) 1 2 河南科 技大學(xué)畢業(yè) 設(shè)計(jì)（ 論文 ） 11 表 36（續(xù)） 坩堝編號(hào) 煅燒前總質(zhì)量 (g) 煅燒后總質(zhì)量 (g) 質(zhì)量變化量 (g) 3 5 6 7 10 11 12 對(duì)鋸末、 MnO2， 900℃ 煅燒前后質(zhì)量變化量之和與混合樣煅燒前后質(zhì)量變化量進(jìn)行對(duì)比，數(shù)據(jù)如下： 表 37 純樣與混合 樣質(zhì)量變化 數(shù)據(jù)對(duì)比 坩堝編號(hào) 變化量 (g) 1+5 10 2+6 11 3+7 12 由表 37 同樣可以看出加入催化劑后生物質(zhì)燃料燃燒前后質(zhì)量變化大，說(shuō)明加入催化劑使生物質(zhì)燃料燃燒的更充分。分別將編號(hào) 10， 11 和 12 的坩堝作為一組。 此試驗(yàn)步驟重復(fù)三次，做三組平行試驗(yàn)。分別放入已稱重的坩堝內(nèi)， 600℃條件下在箱式電阻爐中煅燒 1h。 以 MnO2 為催化劑的初步熱失重 分析 選 MnO2 為催化劑，以鋸末為生物質(zhì)燃料，取催化劑與生物質(zhì)燃料質(zhì)量比為 2。分析同一溫度，不同燃燒條件下生物質(zhì)燃料的熱失重?cái)?shù)值，通過(guò)分析數(shù)據(jù)， 得出結(jié)論。生物質(zhì)燃料單獨(dú)燃燒，以空氣河南科 技大學(xué)畢業(yè) 設(shè)計(jì)（ 論文 ） 9 為氧化劑，其燃燒前后質(zhì)量變化，與催化劑存在的情況 下，其燃燒前后質(zhì)量的變化是不同的。 初步熱失重分析 原理 熱失重就是通過(guò)對(duì)物質(zhì)加熱，使物質(zhì)逐漸揮發(fā)、分解 或燃燒 ，測(cè)量 它 隨溫度升高 時(shí) 重量的變化 。 167。以 KMnO4 為催化劑時(shí)燃燒 劇烈 ， 持續(xù)時(shí)間不長(zhǎng)， 說(shuō)明 KMnO4 被分解，釋放出氧氣 ， 起到助燃的作用。將各均勻混合的樣 品及兩份純樣品均 置于陶瓷盆中 ， 在引發(fā)劑的作用下 ，引發(fā)燃燒，試驗(yàn)現(xiàn)象如表 31 所示 表 31 不同催化條件下的燃燒 現(xiàn)象 催化劑 試驗(yàn)現(xiàn)象 MnO2 自蔓延燃燒，表面溫度可達(dá) 800℃ 左右，持續(xù)燃燒約 30min Fe2O3 自蔓延燃燒，表面溫度可達(dá) 700℃ 左右，持續(xù)燃燒約 30min KMnO4 劇烈燃燒，表面溫度可達(dá) 1000℃ 左右，持續(xù)燃燒約 5min 無(wú)催化劑 引發(fā)燃燒后，很快熄滅 試驗(yàn)表明 ： 生物質(zhì)燃料單獨(dú)燃燒時(shí)，其燃燒過(guò)程很快就結(jié)束 ，燃燒不充分 。 河南科 技大學(xué)畢業(yè) 設(shè)計(jì)（ 論文 ） 8 第 3章 催化氧化燃燒工藝研究 167。 表 22 試劑 名稱 廠家 MnO2 天津市大茂化學(xué)試劑廠 Fe2O3 天津市東麗區(qū)天大化學(xué)試劑廠 KMnO4 天津市凱通化學(xué)試劑有限公司 河南科 技大學(xué)畢業(yè) 設(shè)計(jì)（ 論文 ） 7 167。 表 21 儀器 名稱 廠家 D8 X 射線衍射儀 日本進(jìn)口 熱重天平 上 海天平 儀器廠 WRT3P 型 電子天平 賽多利斯科學(xué)儀器有限公司 SX2410 型箱式電阻爐 滬南電爐烘箱廠 破碎機(jī) 臺(tái)灣進(jìn)口 標(biāo)準(zhǔn)篩 上虞市實(shí)驗(yàn)儀器廠 167。 167。 樣品采集 本試驗(yàn)所選的生物質(zhì)燃料為鋸末、玉米秸稈。 河南科 技大學(xué)畢業(yè) 設(shè)計(jì)（ 論文 ） 6 第 2章 試 驗(yàn) 材料與方法 167。 167。哈爾濱工業(yè)大學(xué)的楊勵(lì)丹研究了稻草、玉米稈、 高粱稈在燃燒時(shí) ， 床料溫度、 灰含量 、停留時(shí)間對(duì)燒結(jié)的影響、停留時(shí)間的影響主要表現(xiàn)在結(jié)塊的硬度和尺寸上。 加拿大的 Ergudenler等 [17]對(duì)麥稈氣化的燒結(jié)現(xiàn)象進(jìn)行了試驗(yàn)研究 ， 得出除溫度外 ， 風(fēng)量也對(duì)燒結(jié)有影響。 研究表明聚合物類廢棄物揮發(fā)分析出質(zhì)量速率要比生物質(zhì)類廢棄物快 ， 廢棄物的揮發(fā)分析出速率要比煤快得多 ；揮 發(fā)分析出時(shí)間隨床溫的升高而近指數(shù)降低 ， 水分的增加會(huì)延遲揮發(fā)分的析出 ， 但可加速焦炭的燃燒 ； 生物質(zhì)類廢棄物焦炭的表觀燃燒速率隨直徑的增大而減小 ； 高水分組分焚燒時(shí)不產(chǎn)生明顯火焰 ， 近似一個(gè)水球蒸發(fā) ， 焚燒時(shí)間與等效表面積、體積直徑成正比。 丹麥政府已明令電力行業(yè)必須每年焚燒 140萬(wàn)噸生物質(zhì) ， 一般是在流化床爐上混燒或在爐排爐上全燒 秸稈 [15]。 在我國(guó) ， 直燃生物質(zhì)發(fā) 電技術(shù)主要在有穩(wěn) 定生物質(zhì)原料來(lái)源的制糖廠和林木加工企業(yè)使用較多。 浙江大學(xué)閻常峰等 [14]設(shè)計(jì)了變截面管式布風(fēng)流化床用以研究不同顆粒粒度、不同床層高度、不同截面流速、 布風(fēng)的均勻性以及非平衡布風(fēng)時(shí)顆粒的流化特性 ， 為測(cè)試燃燒所需物料的流化特性對(duì)焚燒的著火 、 氣化 、穩(wěn)定燃燒及污染物生成特性提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。 國(guó)內(nèi)哈爾濱工業(yè)大學(xué)早在 1991年就進(jìn)行了生物質(zhì)燃料的流化床燃 燒技術(shù)研究 ； 浙江大學(xué)提出 了用于不同規(guī)模、各種爐型的生物質(zhì)燃燒系統(tǒng)的生物質(zhì)利用轉(zhuǎn)化方案。此外 ， 混燒還能降低燃料消耗、減少化學(xué)組分對(duì)水和土壤的污染。 (3)增加燃燒過(guò)程的放熱量 [11]。 從研究 可知 ， 添加固態(tài)氧化劑 M 能顯著改善粉末狀生物質(zhì)燃料的燃燒性能 ： (1)降低粉末狀生物河南科 技大學(xué)畢業(yè) 設(shè)計(jì)（ 論文 ） 4 質(zhì)燃料的著火溫度 。 試驗(yàn)所用樣品均取 20 目篩下 。 與其它的固體氧化劑比較 ， 當(dāng)生物質(zhì)燃燒性能改善程度相同時(shí) ， 添加 M 在成本消耗上有明顯的優(yōu)勢(shì) 。 目前生物質(zhì)能的主要開發(fā)利用技術(shù)包括生物質(zhì)的固化、氣化、 液化以及燃燒技術(shù) ， 其能源產(chǎn)品包括成型固體燃料、炊事燃?xì)狻?液體燃料 (生物油、柴